高考物理一輪總復習 專題五 第2講 動能、動能定理課件.ppt

考點1動能1 定義 物體由于 而具有的能叫動能 2 公式 ek 3 單位 焦耳 1j 1 4 性質(zhì) 動能是標量 是狀態(tài)量 與v瞬時對應 具有相對性 大小與參照物的選擇 第2講動能 動能定理 運動 kg m2 s2 有關 跟蹤訓練 1 有兩個物體甲 乙 它們在同一直線上運動 兩物體的質(zhì)量均為m 甲速度為v 動能為ek 乙速度為 v 動能為 ek 那么 b a ek ekb ek ek c ek ek d ek ek 3 注意 合外力的功 是指物體所受的所有力在某一過程中所做 功的代數(shù)和 wf wf wn wg 表達式 w總 如果某個力對物體做負功 則加負值 1 動能定理 1 內(nèi)容 合外力對物體所做的功等于物體 的變化 動能 f總scos 位移和速度 必須是相對于同一個參考系 一般以地面為參考系 考點2動能定理的理解與運用 2 動能定理的運用 1 動能定理中涉及的物理量有f s m v w ek等 在 涉及含有上述物理量的問題時 可以考慮使用動能定理 由于動能定理只需考慮過程中力做功的情況和初 末狀態(tài)的動能 而無需考慮運動狀態(tài)的細節(jié) 所以運用動能定理解題 往往比用牛頓運動定律要簡便 用動能定理還能解決一些牛頓運動定律難以求解的問題 如變力做功 曲線運動等 所以解題時 應優(yōu)先考慮用動能定理 3 運用動能定理解題的一般步驟 明確研究對象的受力情況和運動過程 分析整個過程中各力對研究對象的做功情況 明確初 末狀態(tài)的動能 列出動能定理方程 并求解 2 動能定理實際上是根據(jù)一個過程中做了多少功 導致動能變化了多少來列方程的 所以運用動能定理時要注意選定過程 圖5 2 1 跟蹤訓練 2 雙選 如圖5 2 1 質(zhì)量為m的小車在水平恒力f推動 下 從山坡 粗糙 底部a處由靜止起運動至高為h的坡頂b 獲 得速度為v ab間水平距離為s 重力加速度為g 下列說法正確 的是 答案 ab 3 從地面豎直上拋一個質(zhì)量為m的小球 小球上升的最大高度為h 設上升和下降過程中空氣阻力大小恒定為f 下列說法 正確的是 a 小球上升的過程中動能減少了mghb 小球上升和下降的整個過程中機械能減少了fhc 小球上升的過程中重力勢能增加了mghd 小球上升和下降的整個過程中動能減少了fh解析 根據(jù)動能定理 上升的過程中動能減少量等于小球克服重力和阻力做的功 為mgh fh 小球上升和下降的整個過程中動能減少量和機械能的減少量都等于全程中克服阻力做的功 為2fh 答案 c 4 如圖5 2 2所示 一質(zhì)量為m的質(zhì)點在半徑為r的半球形固定容器中 由靜止開始自邊緣上的a點滑下 到達最低點b時 它對容器的正壓力為fn 重力加速度為g 則質(zhì)點 自a滑到b的過程中 摩擦力對其所做的功為 圖5 2 2 解析 質(zhì)點到達最低點b時 它對容器的正壓力為fn 根 答案 a 熱點1運用動能定理解決多過程問題 例1 2010年全國卷 如圖5 2 3 mnp為豎直面內(nèi)一固定軌道 其圓弧段mn與水平段np相切于n p端固定一豎直擋板 m相對于n的高度為h np長度為s 一物塊自m端從靜止開始沿軌道下滑 與擋板發(fā)生一次完全彈性碰撞后停止在水平軌道上某處 若在mn段的摩擦可忽略不計 物塊與np段軌道間的滑動摩擦因數(shù)為 求物塊停止的地方與n點距離的可能值 圖5 2 3 解 物塊從m端靜止釋放到停止 整個過程只有重力和摩擦力做功 設在np段滑動的距離為x 由動能定理有mgh mgx 0 第一種可能是 物塊與彈性擋板碰撞后 在到達圓弧軌道前停止 則物塊停止的位置距n點的距離為 第二種可能是 物塊與彈性擋板碰撞后 可再一次滑上光滑圓弧軌道 滑下后在水平軌道上停止 則物塊停止的位置距n點的距離為 備考策略 解決這類問題一定要審清題意 分析清楚物體的運動過程 以及過程中力做功的情況和初 末狀態(tài) 關于滑動摩擦力做功 要注意摩擦力方向的變化 如該題中 從n到p時摩擦力方向向左 反彈后摩擦力方向向右 所以摩擦力對木塊始終做負功 則式中的x表示在np段滑動的總距離 觸類旁通 1 2011年蘇北模擬 如圖5 2 4所示裝置由ab bc cd三段軌道組成 軌道交接處均由很小的圓弧平滑連接 其中軌道ab cd段是光滑的 水平軌道bc的長度x 5m 軌道cd足夠長且傾角 37 a d兩點離軌道bc的高度分別為h1 4 30m h2 1 35m 現(xiàn)讓質(zhì)量為m的小滑塊自a點由靜止釋放 已知小滑塊與軌道bc間的動摩擦因數(shù)為 0 5 取重力加速度g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 小滑塊第一次到達d點時的速度大小 2 小滑塊第一次與第二次通過c點的時間間隔 3 小滑塊最終停止的位置距b點的距離 圖5 2 4 解 1 小滑塊從a b c d過程中 由動能定理得 2 小滑塊從a b c過程中 由動能定理得 由對稱性可知 小滑塊從最高點滑回c點的時間t2 t1 1s故小滑塊第一次與第二次通過c點的時間間隔t t1 t2 2s 3 設小滑塊在水平軌道上運動的總路程為x總 對小滑塊 運動全過程利用動能定理 有 mgh1 mgx總 將h1 代入得x總 8 6m 故小滑塊最終停止的位置距b點的距離為2x x總 1 4m 熱點2動能定理與曲線運動結合 例2 2010年上海卷 如圖5 2 5 abc和abd為兩個光滑固定軌道 a b e在同一水平面 c d e在同一豎直線上 d點距水平面的高度為h c點高度為2h 一滑塊從a點以初速度v0分別沿兩軌道滑行到c或d處后水平拋出 圖5 2 5 1 求滑塊落到水平面時 落點與e點間的距離sc和sd 2 為實現(xiàn)sc sd v0應滿足什么條件 根據(jù)平拋運動規(guī)律有 解 1 根據(jù)機械能守恒 有 備考策略 該類題型考查的內(nèi)容比較豐富 考點分布廣 包括動能定理 牛頓運動定律 平拋運動 圓周運動等 對能力的要求比較高 對該類題型 一定要把物體的運動過程分析清楚 將各過程中的特點把握住 再從已知和要求的兩個方向出發(fā)來聯(lián)立方程組求解 如該題中 過程分為物體沖上c d過程 和平拋過程 上沖過程高度不同 重力做功不同 則平拋初速度不同 應由動能定理或機械能守恒定律求平拋初速度 平拋中高度和水平初速度不同 水平位移不同 要運用平拋規(guī)律列方程 觸類旁通 2 2011年天津卷 如圖5 2 6所示 圓管構成的半圓形豎直軌道固定在水平地面上 軌道半徑為r mn為直徑且與水平面垂直 直徑略小于圓管內(nèi)徑的小球a以某一初速度沖進軌道 到達半圓軌道最高點m時與靜止于該處的質(zhì)量與a相同的小球b發(fā)生碰撞 碰后兩球粘在一起飛出軌道 落地點距n為2r 重力加速度為g 忽略圓管內(nèi)徑 空氣阻力及各處摩擦均不計 求 1 黏合后的兩球從飛出軌道到落地的時間t 2 小球a沖進軌道時速度v的大小 解 1 黏合后的兩球飛出軌道后做平拋運動 豎直方向分運動為自由落體運動 有 圖5 2 6 2 設球a的質(zhì)量為m 碰撞前速度大小為v1 把球a沖進 軌道最低點時的重力勢能定為0 由動能定理知 易錯點對過程中初末狀態(tài) 力做功的判斷及計算 例題 一質(zhì)量為m的小球用長為l的輕繩懸掛于o點 小球在水平力f作用下 從平衡位置p點緩慢地移動 當懸線偏離豎直方向 角到達q點時 如圖5 2 7所示 則水平力 f所做的功為 a mglcos b flsin c mgl 1 cos d flcos 錯解分析 物體的位移為s lsin 則w fs flsin 錯因分析 該題中沒有指出水平力f是恒力 小球緩慢地移動 可以看做每個瞬間都處在平衡狀態(tài) 速度大小不變 由于繩與豎直方向的夾角不斷變化 如果三力平衡 則拉力f也在不斷變化 即大小不恒定 不適合用公式w fs flsin 圖5 2 7 正確解析 本題中不能簡單地用w fscos 可運用動能定理 小球在運動過程中受三個力的作用 可認為速度大小不變 其中繩的拉力與小球瞬時速度的方向垂直不做功 根據(jù)動能定理得w總 wg wf ek 0 可知 wg wf mgh 即重力做的負功和拉力做的功相等 選擇c 指點迷津 動能定理應用中首先要分析研究對象的受力情況 運動情況 正確的選定過程 并分析研究過程中的所有力的做功情況 然后根據(jù)所求選擇合適公式或規(guī)律求解 糾錯強化 1 雙選 2011年東北模擬 如圖5 2 8所示 長為l的長木板水平放置 在木板的a端放置一個質(zhì)量為m的小物塊 現(xiàn)緩慢地抬高a端 使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動 當木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為 時小物塊開始滑動 此時停止轉(zhuǎn)動木板 小物 塊滑到底端的速